doc4. SEMS Summer School
download 
Reklamacja Transkrypt
4. SEMS Summer School
Ekologiczne paliwa stałe, płynne i gazowe jako lokalne źródła energii odnawialnej Dr inż. Adam Małecki Plan prezentacji 1. KIEDY POLSKIE ROLNICTWO STANIE SI SIĘ Ę SAMOWYSTARCZALNE ENERGETYCZNIE 2. Alternatywa dla paliw kopalnianych 3. Co to są odnawialne źródła energii (OZE)? 4. Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie 5. Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne Podsumowanie KIEDY POLSKIE ROLNICTWO STANIE SIĘ SI Ę SAMOWYSTARCZALNE ENERGETYCZNIE? KIEDY POLSKI ROLNIK STANIE SIĘ SIĘ PARTNEREM DLA PRZEDSIĘ PRZEDSIĘBIORSTW SEKTORA ENERGETYCZNEGO? ODPOWIEDŹ NA PIERWSZE PYTANIE BRZMI: TO ZALEŻY OD: 1. ROLNIKÓW – CZY ZECHCĄ WYKORZYSTAĆ BIOMASĘ NA UŻYTEK ENERGETYCZNY WE WŁASNYCH GOSPODARSTWACH 2. PAŃSTWA – CZY ZECHCE UDZIELIĆ FINANSOWEGO WSPARCIA NA ZMIANĘ SYSTEMÓW GRZEWCZYCH ODPOWIEDŹ NA DRUGIE PYTANIE BRZMI: WTEDY GDY... PRODUKCJĘ ENERGII ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH ZDOMINUJE BIOMASA PRODUKOWANA NA OBSZARACH WIEJSKICH W SPOSÓB CELOWY. Rolnictwo WOJEWÓDZTWA LUBUSKIEGO WOJEWÓDZTWO LUBUSKIE lesistość 49% 1 024 500 osób 2,6% ludności kraju 13 w kraju 4,5% powierzchni 83 GMINY 9 miejskich, 33 miejsko-wiejskie, 41 wiejskie, 12 powiatów 2 miasta na prawach powiatu użytki rolne 39,3% miasta - 65% ogółu ludności obszary wiejskie - 35% ludności WARUNKI DO UPRAWY ROŚLIN ENERGETYCZNYCH • gospodarstwa powyżej 20 ha stanowią 10 % ogółu i użytkują 73% UR. • obszar przeciętnego gospodarstwa indywidualnego wynosi 9,8 ha UR • duży obszar gruntów czasowo nie użytkowanych rolniczo (90 tys. ha), • wystarczający potencjał ludzki (73 osoby/km2), • odpowiednie zaplecze naukowo-badawcze (Uniwersytet, WPSZ, ZSEiFE). Struktura energii pierwotnej w Polsce i wybranych krajach UE (%) Odnawialne źródła energii-wzrost znaczenia w światowym systemie energetycznym wyczerpywanie zasobów paliw kopalnych zanieczyszczenie środowiska – efekt cieplarniany postęp naukowo – techniczny: nowoczesne i efektywne instalacje pozyskiwania energii z wody, wiatru, biomasy oraz bezpośrednio z promieniowania słonecznego Dlaczego biomasa? • potrzeba zapewnienia sobie bezpieczeństwa energetycznego • wzrost cen paliw kopalnych i perspektywa ich wyczerpania (50100 lat) • ocieplenie klimatu i konieczność redukcji emisji CO2 (Protokół z Kioto) • zobowiązania międzynarodowe 10 Kotły i kotłownie na biomasę w województwie lubuskim Lp. Miejscowość Inwestor Rok Inwestycji Paliwo Moc [kW] 5000 800 1. Chlastowo k. Zbąszynka Swedwood 2000 Odpady z drewna 2. Głusko Nadleśnictwo 2000 Drewno 3. Skwierzyna Urząd Miejski 2001 3200 4. Trzebiechów Gmina 2001 845 5. Radoszyn Waldemar Kuś 2002 500 6. Trzciel Gmina 2003 7. Owczary Klub Przyrodników 2003 250 8. Zabór Gmina 2004 1000 9. Bojadła Piotr Maciejewski 2004 700 10. Górzyca Gmina 2004 Trociny 1020 11. Chlastowo k. Zbąszynka Swedwood 2005 Odpady z drewna 5000 12. Witnica Dom Pomocy Społecznej 2006 Zrębki wierzby 700 13. Niwiska Gmina 2006 Drewno 400 Moc razem Słoma 1000 20415 Na terenie województwa istnieje również 6 kotłów energetycznych o łącznej mocy 13,7 MW, w których paliwem technologicznym jest biomasa (20%) oraz węgiel. Roczne koszty eksploatacyjne przed i po modernizacji kotłowni Lp Wyszczególnienie Stan przed modernizacją Stan po modernizacji Zmiana (%) 1. Koszty paliwa 444 500 206 500 -53,5% 2. Koszty energii elektrycznej 24 338 60 000 146,5% 3. Materiały 15 259 5 000 -67,2% 4. Wynagrodzenia brutto z narzutami 98 898 59 446 -39,9% 5. Usługi obce 34 000 34 000 0,0% 6. Koszty remontów i konserwacji 10 000 5 000 -50,0% 7. Opłaty i kary ekologiczne 19 627 7 094 -63,9% 8. Koszty ogólnozakładowe 114 341 114 341 0,0% 9. Podatki 10 400 12 000 15,4% 10. Amortyzacja 37 598 87 560 132,9% 808 961 590 941 -27,0% Razem koszty eksploatacyjne: Skwierzyna Korzyści dla środowiska W wyniku zastosowania biomasy najbardziej zredukowano emisję dwutlenku węgla. Dla przedstawionego projektu jednostkowy koszt redukcji dwutlenku węgla wyniósł 278,8 zł/t. W najmniejszym stopniu ograniczona została emisja tlenków azotu (ok. 32 %). Korzyści dla środowiska ukazuje poniższe zestawienie emisji szkodliwych substancji do atmosfery przed i po modernizacji: Rodzaj zanieczyszczenia Emisja przed modernizacją (t/rok) Emisja po modernizacji (t/rok) Zmiana (%) dwutlenek węgla 3 402,99 95,48 -97,19 dwutlenek siarki 15,35 4,25 -72,31 tlenki azotu 4,04 2,76 -31,68 pyły 19,19 1,72 -91,04 Alternatywa dla paliw kopalnych W związku z wyczerpywaniem się rezerw paliw konwencjonalnych pojawiają się następujące pytania: 1. Czy należy popierać wykorzystania odnawialnych źródeł energii (OZE)? 2. Jakie znaczenie ma wśród OZE wykorzystywana od najdawniejszych czasów biomasa, która dzięki nowoczesnym technologiom może być bardzo wydajnym źródłem energii? 3. W jaki sposób możemy pozyskiwać biomasę? 4. Na czym polega produkcja energii z biomasy? Alternatywa dla paliw kopalnych Przyszłość energetyki Zobowiązania unijne Regulacje dotyczące rozwoju energetyki odnawialnej - Biała Księga - Energia dla przyszłości odnawialne źródła energii zakłada podwojenie udziału OZE z 6 do 12% w latach 1998-2010 - Dyrektywa 2001/77/EC w sprawie promocji odnawialnych źródeł energii oraz Narodowa strategia rozwoju energetyki odnawialnej 2001 przewiduje do roku 2010 uzyskać 7,5% udziału energii odnawialnej w krajowej produkcji energii Elektrycznej - Klaster 3 x 20 (perspektywa 2020 r.) wzrost udziału OZE do 20% oszczędności użytkowania 20% - redukcja CO2 o 20% - Dyrektywa 2003/54/W E- zasad wewnętrznego rynku energii elektrycznej Alternatywa dla paliw kopalnych Przyszłość energetyki Zobowiązania unijne Regulacje dotyczące rozwoju energetyki odnawialnej Nośnik energii Rok Wymagany udział OZE Podstawa prawna Energia elektryczna 2010 2020 7,5% 15% Ustawa Prawo Energetyczne Rozp. MG z dnia 19 grudnia 2005 r. - masa biomasy dostarczanej do procesu spalania powinna wynosić nie mniej niż: 5 % - w 2008 r.; 10 % - w 2009 r.; 20 % - w 2010 r.; 30 % - w 2011 r.; 40 % - w 2012 r.; 50 % - w 2013 r.; 60 % - w 2014 r. Ciepło sieciowe do 2020 Gaz sieciowy Sprawa otwarta 50% Paliwa płynne Strategia energetyczna KE – projekt (2007) Dyrektywa 2003/30/WE z 8 maja 2003 do 31 grudnia 2005 2,00% do 31 grudnia 2010 5,75% rok 2020 14,00% Strategia energetyczna KE – projekt (2007) Alternatywa dla paliw kopalnych W celu spełnienia tych założeń należy wytworzyć 3000 MW z OZE, poprzez: – przetwarzanie biomasy w różnych technologiach – współspalanie biomasy Można to uzyskać poprzez przetworzenie ok. 5 mln ton biomasy Alternatywa dla paliw kopalnych Courtesy of DOE/NREL Potencjał energetyczny biopaliw w Polsce (wg EC BREC/IBMER) w PJ PJ – petradżul = 1015 dżula 18 Co to są odnawialne źródła energii (OZE)? Co to są OZE? Komponenty zrównoważonego rozwoju przynoszące wymierne efekty ekologicznoekologiczno-energetyczne Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie Rodzaje biomasy i jej zastosowanie Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie Biomasa w zależności od stopnia przetworzenia surowce energetyczne pierwotne drewno, słoma, rośliny energetyczne surowce energetyczne wtórne gnojowica, odpady organiczne, osady ściekowe surowce energetyczne przetworzone biogaz, bioetanol, biometanol 22 Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie Biomasa w zależności od kierunku po pochodzenia chodzenia Biomasa pochodzenia leśnego biomasa pochodzenia rolnego odpady organiczne 23 Biomasa, jej rodzaje i zastosowanie BIOPALIWA BIOPALIWA STAŁE drewno opałowe: zrębki, trociny, ścinki, wióry, brykiety, pelety, pozostałości z rolnictwa: słoma zbóż, rzepaku i traw osady ściekowe odwodnione, rośliny energetyczne trawiaste i drzewiaste inne, w tym makulatura BIOPALIWA GAZOWE biogaz rolniczy (fermentacja gnojowicy), BIOPALIWA CIEKŁE biodiesel-paliwo rzepakowe biogaz z fermentacji odpadów przetwórstwa spożywczego, etanol biogaz z fermentacji osadów ściekowych, biogaz, gaz wysypiskowy, gaz drzewny paliwa płynne z drewna: benzyna, biooleje. metanol 24 Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne ROŚLINY ENERGETYCZNE Wieloletnie rośliny drzewiaste: lasy przemysłowe o rotacji 6 - 15 lat Krzewy o rotacji 3 - 30 letniej Byliny Rośliny jednoroczne Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne DLACZEGO WYBRANE ROŚLINY? ROŚLINY ALTERNATYWNE FOTOSYNTEZA TYPU C-4 odporność na choroby i szkodniki lepsza gospodarka wodna łatwość pozyskania mniejsze wymagania siedliskowe duże przyrosty biomasy KORZYŚCI DLA ŚRODOWISKA • ograniczenie stosowania nawozów sztucznych i pestycydów • możliwość wykorzystania nieużytków i gleb marginalnych • neutralizacja ścieków, wiązanie metali ciężkich • rekultywacja terenów zdegradowanych • mogą być wszechstronnie użytkowe Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne 1. • • • • Drewno i odpady z przerobu drewna: drewno kawałkowe powstające z przycinania na wymiar drewna konstrukcyjnego lub półwyrobów; trociny stanowiące ok. 10% drewna przerabianego w tartakach; zrębki wykorzystywane również do produkcji płyt wiórowych; kora stanowi 10-15% masy drewna Courtesy of DOE/NREL 2. • • • • Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne Rośliny pochodzące z upraw energetycznych: rośliny drzewiaste szybkorosnące, np. topola, robinia akacjowa, krzewy, np. wierzba wiciowa wieloletnie byliny dwuliścienne, np. topinambur, rdesty, ślazowiec pensylwański trawy wieloletnie, np. trzcina pospolita, miskanty Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne 3. Produkty rolnicze oraz odpady organiczne z rolnictwa: ziarno, słoma, siano, buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak, pozostałości z przerobu owoców 4. Frakcje organiczne odpadów komunalnych oraz komunalnych osadów ściekowych 5. Niektóre odpady przemysłowe, np. z przemysłu papierniczego Courtesy of DOE/NREL Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne Źródła i zasoby biomasy Ugory i nieużytki Grunty orne Użytki zielone Drewno przydrożne Drewno z cieć pielęgnacyjnych w sadach Lasy Drewno poużytkowe Drewniane odpady przemysłowe Zadrzewienia, parki, zieleńce gminne Osady ściekowe Odpady organiczne z produkcji zwierzęcej Odpady organiczne komunalne Podsumowanie Dla czego należy rozwijać produkcję energii z biomasy? 10% 15% słoma odpadowa [30 mln ton] osady ściekowe [ok. 6mln ton] odpady drzewne [ok. 4mln ton] 75% • największy potencjał • łatwość pozyskania • ekologiczne paliwo Podsumowanie Dla czego należy rozwijać produkcję energii z biomasy? Wartość energetyczna paliw kopalnych i roślin energetycznych oraz porównanie kosztów wytwarzania ciepła otrzymanego z różnych paliw Podsumowanie Należy rozwijać produkcję energii z biomasy, gdyż: zaletą wykorzystania biomasy jest zerowy bilans emisji dwutlenku węgla, wykorzystanie biomasy powoduje mniejsze emisje dwutlenku siarki, tlenków azotu i tlenku węgla, niż spalanie paliw konwencjonalnych, wykorzystując biomasę zagospodarowujemy nieużytki rolne, utylizujemy odpady, korzystamy z lokalnych zasobów wykorzystanie biomasy to tworzenie nowych miejsc pracy, zwłaszcza na wsi. Poprawia się stan środowiska Podsumowanie Jak efektywnie wykorzystać biomasę jako źródło energii? Budować małe lokalne ciepłownie Zastępować przestarzałe urządzenia sprawniejszymi piecami w domach jednorodzinnych, małych kotłowniach osiedlowych, szkolnych itp. PRZYKŁADOWY BILANS KOSZTÓW Powierzchnia gruntów rolnych w przeciętnej gminie to około 9 000 ha Bilans kosztów użytkowania energii cieplnej w gminie Korzyści dla środowiska naturalnego wynikające z modernizacji kotłowni Zmiana Emisja przed modernizacją (t/rok) Emisja po modernizacji (t/rok) (%) (ton ) SO2 9.6 0,80 92 8,8 NO2 0,75 0,47 37 0,2 8 CO2 1500 0 100 150 0 CO 33,8 3,12 91 30, 6 Pył 15 1,8 88 13, 2 Rodzaj zanieczyszczenia Źródła i zasoby energii z biomasy gminie Słubice Źródła i zasoby biomasy Ugory i nieużytki Grunty orne Użytki zielone Drewno przydrożne Drewno z cieć pielęgnacyjnych w sadach Lasy Drewno poużytkowe Drewniane odpady przemysłowe Zadrzewienia, parki, zieleńce gminne Osady ściekowe Odpady organiczne z produkcji zwierzęcej Odpady organiczne komunalne Razem Wartość Energetyczna [GJ] 217 800,0 150 150,0 97 350,0 9 440,0 619,0 221 665,0 ? ? ? 3 200,0 18 942,0 3 758,4 722 924,4 200 828 287,2 kWh 100 ha może zastąpić około 1.5 tysiąca ton węgla, 3 480 ton CO2 rocznie i 30 ton SO2 rocznie. Efekty racjonalnego wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych Ograniczenie emisji zanieczyszczeń (przede wszystkim CO2) – ochrona klimatu Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego państwa (zróżnicowanie dostaw energii) Stworzenie nowych miejsc pracy Promowanie rozwoju regionalnego Zadania dla samorządów Leczenie przyczyn, a nie usuwanie skutków. samorząd Regionalna Strategia Innowacji firmy nauka ZŁOTY TRÓJKĄT Każda gmina powinna wykonać: • szacunek zasobów • założenia planu rozwoju Jest to punkt wyjścia do przygotowania koncepcji wykorzystania OZE na danym terenie Dziękuję za uwagę
